具有空氣懸架的剛性軸的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種例如用于商用車的具有直接的空氣懸架的剛性軸。所述剛性軸包括軸體(1)、縱拉桿(3)、空氣彈簧(5)和減振器(6)。所述剛性軸的特征在于，所述減振器(6)的車軸側的作用點(14)設置在所述縱拉桿(3)處。本發(fā)明實現(xiàn)了，使所述減振器(6)以節(jié)省結構空間和重量的方式平行于車軸的彈跳作用方向布置，而為此不必在軸體(1)或底盤的區(qū)域中布置結構上復雜的且增加重量的額外裝置。與現(xiàn)有技術相比，可使用更細的或更輕的減振器(6)，消除了不期望的阻尼力的水平作用的力分量。
【專利說明】具有空氣懸架的剛性軸
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權利要求1前序部分所述的具有直接的空氣懸架的剛性軸?！颈尘凹夹g】
[0002]在具有直接的空氣懸架的剛性軸中、例如在載重汽車的空氣減振的后軸中，空氣懸架的彈性氣囊直接、即緊挨著地布置在剛性軸的軸體和在車輛底盤(例如車架縱梁)處相應的彈性氣囊容納部之間。在此，彈性氣囊由于其大的體積和與此相關的大的直徑而在軸體和車架縱梁之間占據(jù)了顯著的結構空間。
[0003]除了通過空氣懸架的彈性氣囊形成的彈簧元件以外，這種類型的剛性軸此外在軸的每一側上需要至少一個減振器以減弱在軸和底盤之間的振動。在此，相應的減振器優(yōu)選地布置在軸體和底盤之間的、與軸的相應的彈簧元件(在此即空氣懸架的彈性氣囊)相同的區(qū)域內(nèi)。在此，通常最希望減振器在軸處盡可能靠外側地布置，從而軸或相應的車輪的彈跳運動盡可能以1:1的比例轉化成減振器相應的減振運動。為此，減振器此外理想地平行于車輛的豎軸布置。
[0004]然而，由于空氣懸架的彈性氣囊大的尺寸或直徑，減振器的這種期望的布置方案存在問題，因為相應的空氣彈簧自身已經(jīng)需要在軸體和底盤之間的結構空間的很大部分。因此，在這種類型的空氣減振的剛性軸中必須的是，以合適的方式使減振器經(jīng)過空氣彈簧。
[0005]為此已知這樣的解決方案，在其中，減振器被固定在軸體處并且傾斜地經(jīng)過空氣彈簧被引向在底盤處相應的減振器固定部。然而減振器傾斜地經(jīng)過空氣彈簧導致減振器的嚴重傾斜，減振器并非平行于豎軸布置而是以相對于豎軸成銳角的方式布置。由此，損害了減振器的效率，因為減振器的(通過車輪或車軸的彈跳運動引起的)減振行程(由于其傾斜)由幾何條件所決定地必然小于車輪或車軸的相應的彈跳行程。
[0006]這意味著，必須使用更強的或更粗的減振器，以獲得與基本上平行于彈跳行程或平行于空氣彈簧布置的更細的減振器所能夠提供的減振效果相同的減振效果。
[0007]其它已知的用于解決在空氣彈簧和減振器之間的結構空間問題的推薦方案在于，使減振器或者空氣彈簧平行地偏移，從而以這種方式能夠再次使減振器平行于彈跳行程或平行于空氣彈簧布置。然而，不僅使減振器平行偏置于空氣彈簧旁邊的措施，而且作為其替代的空氣彈簧自身的偏移在結構上都很復雜并且需要在重量方面不利的附加的用于偏移的減振器或偏移的空氣彈簧的容納部，其必須布置在軸體處。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]在該背景下，本發(fā)明的目的是，實現(xiàn)一種具有直接的空氣懸架的剛性軸，在其中，通過使車輪或車軸的彈跳運動(Einfederungsbewegungen)盡可能以1:1的比例傳遞到減振器上，減振器的布置方式使減振器的最優(yōu)效率成為可能。
[0009]該目的通過具有權利要求1所述特征的剛性軸實現(xiàn)。在從屬權利要求中給出有利的實施方式。[0010]本發(fā)明涉及一種特別是用于商用車的具有直接的空氣懸架的剛性軸。該剛性軸包括懸掛在縱拉桿處的軸體以及多個空氣彈簧和減振器。在此，該剛性軸的特征在于，減振器的車軸側的作用點設置在縱拉桿處。
[0011]術語“直接的空氣懸架”在本發(fā)明的思想中可理解為空氣彈簧直接(即相應于彈跳作用方向沿直線)布置在剛性軸的軸體和車輛底盤之間，換句話說，空氣彈簧在車輛上直接豎直地布置在剛性軸的軸體上方。
[0012]剛性軸在大多數(shù)情況下構造為，在每個車輛側上布置至少一個縱拉桿、一個空氣彈簧和一個減振器。
[0013]通過減振器的車軸側的作用點設置在剛性軸的縱拉桿處，得到這樣的可能性，gp，使減振器平行地相對于空氣彈簧偏移并且由此保持減振器的縱軸線平行于車輪或車軸的彈跳方向。減振器由此通過其縱軸線相對于車輛的豎軸近似平行地、特別是平行地伸延。
[0014]然而，在此與現(xiàn)有技術不同的是，在軸體處對于減振器的車軸側的作用點不需要額外的支架，該支架結構復雜并且增大了車軸的未被減振的質(zhì)量。相反地，在本發(fā)明中，無論如何都存在的縱拉桿承擔了容納和支承減振器的車軸側的作用點的任務。因此，也不需要用于容納減振器的附加的構件或部件，并且最多由于為了容納減振器對現(xiàn)有的縱拉桿進行改造，而使車軸的未被減振的質(zhì)量的重量發(fā)生不重要的增加。
[0015]首先，本發(fā)明的實現(xiàn)與以下無關:減振器在車軸側作用在縱拉桿上的位置。因此，減振器例如可以作用在拉桿的位于縱拉桿的兩個支承點之間的長度區(qū)域之內(nèi)，只要在此能夠保證減振器相對于彈跳方向或相對于空氣彈簧基本上平行的取向。
[0016]然而，根據(jù)本發(fā)明的一種特別優(yōu)選的實施方式，縱拉桿具有超過其車軸側的軸承位置的加長部分。在此，減振器的車軸側的作用點通過縱拉桿的加長部分形成。
[0017]這種實施方式是特別有利的，因為以這種方式通過縱拉桿超過其車軸側的軸承位置的加長部分，得到在減振器處出現(xiàn)的減振行程相對于車軸彈跳行程的成比例的由幾何條件所決定的增大。因為與空氣彈簧相比，減振器以這種方式在彈跳作用時甚至經(jīng)過了更大的行程，所以可使用尺寸相應設計得更輕或更細的減振器(在減振效果相同的情況下)。
[0018]優(yōu)選地，縱拉桿的加長部分在此構造成叉形的軸承容納部。以這種方式，減振器的車軸側的軸承孔直接布置在縱拉桿的該叉形的軸承容納部中并且例如借助于栓與縱拉桿相連接，由此，得到了車軸側的減振器容納部的特別成本適宜且節(jié)省重量的實現(xiàn)方案。
[0019]在本發(fā)明的另一實施方式中，軸體具有穿孔或凹口，其中，縱拉桿在該凹口中穿過軸體。特別是在軸體構造為鑄件的剛性軸中可考慮該實施方式。相對于構造成鍛件的軸體，鑄造的軸體通常需要更大的橫截面，特別是需要沿著彈跳方向更大的橫截面長度，以便能夠承受在行駛過程中的負荷。在此，在軸體中的凹口特別是可布置在軸體的中性軸線的區(qū)域中，從而通過凹口僅僅稍微損害軸體的抗彎剛度。
[0020]借助于該凹口，縱拉桿的車軸側的軸承此外可布置在軸體的遠離縱拉桿的一側上。由此，首先能夠在底盤處沒有額外空間需求的情況下增大縱拉桿的有效長度，這對于車軸的平行引導來說是有利的。此外，必要時已有的縱拉桿超過其車軸側的軸承位置的加長部分(在這種情況下該加長部分同時形成減振器的車軸側的作用點)借助于該實施方式同樣可無問題地設置在軸體的另一側，而不需要軸體和/或縱拉桿的復雜的對力流不利的設計。[0021]本發(fā)明的另一優(yōu)選的設計方案規(guī)定，剛性軸為前軸或可轉向的引導軸(Vorlaufachse)。后者通常與被驅(qū)動的不被轉向的后軸一起形成并裝雙軸，其中，為了在較小負荷時進一步減小燃料消耗和輪胎磨損，該引導軸必要時也可實施成可提升的。在前軸或可轉向的引導軸中，在空氣彈簧和減振器的區(qū)域中的結構空間情況更受到限制，因為在這種車軸中在此必須額外地布置可擺動的車輪架、轉向橫拉桿臂、轉向液壓裝置和轉向橫拉桿。
[0022]由此，通過根據(jù)本發(fā)明的剛性軸得到很多優(yōu)點，其中，減振器的車軸側的作用點特別節(jié)省空間地且緊湊地布置在縱拉桿處，由此，減振器此外也可布置成非?？拷諝鈴椈刹⑶矣纱斯?jié)省空間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]下面根據(jù)僅僅示出實施例的附圖詳細解釋本發(fā)明。附圖中:
[0024]圖1以側視圖示出了根據(jù)現(xiàn)有技術的具有減振器的空氣減振的剛性軸；
[0025]圖2以等軸視圖示出了根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的空氣減振的剛性軸；以及
[0026]圖3以與圖1相似的側視圖示出了根據(jù)圖2的剛性軸。
【具體實施方式】
[0027]圖1首先示出了現(xiàn)有技術中的直接空氣減振的可轉向的剛性軸。可看到軸體I以及用于引導軸體I的縱拉桿3，在該軸體上設置有用于(未示出的)可轉向車輪架的轉向節(jié)主銷的軸承容納部2。在軸體I和車輛底盤4之間直接布置有空氣彈簧5，該空氣彈簧相對于底盤4彈性地支撐軸體I。
[0028]為了減弱在車軸的未被減振的車軸質(zhì)量和車輛之間的振動，所示出的車軸在車輛每一側上具有一個減振器6。在所不出的現(xiàn)有技術中,減振器6必須非常傾斜地布置在車軸和底盤之間，以便不與空氣彈簧5干涉，因為空氣彈簧5由于其工作原理具有很大的直徑。
[0029]由于減振器6的傾斜，軸體I的彈跳運動7以減振器運動8的形式近似成比例地傳遞給減振器6。然而在此，由幾何條件所決定，減振器運動8比車軸的彈跳運動7小了減振器6的傾角α的余弦，例如可在圖1中根據(jù)繪出的以點示出的輔助線看出。
[0030]由于減振器6必須以這種方式在較小的行程8上產(chǎn)生所需的減振作用，對于平行于彈跳方向(參照附圖垂直地)布置的減振器可使用較大的行程7，減振器6必須相應地產(chǎn)生較大的阻尼力以引起與垂直地布置的減振器相同的減振作用。這意味著，在現(xiàn)有技術中的減振器6必須相應地更強，因而必須設計得體積更大且更重。
[0031]同樣，由于減振器6的傾斜布置而產(chǎn)生的阻尼力的水平分量也是不期望的并且不必要地通過縱拉桿3加載車軸及其懸掛。
[0032]圖2在此以等軸圖示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的直接減振的剛性軸。所示出的車軸為可轉向的引導軸，其與被驅(qū)動的(未示出的)后軸一起形成并裝雙軸。再次可看到軸體I (其在此實施成鑄件)以及空氣彈簧5，所述軸體具有用于可借助于轉向壓力裝置9轉向的車輪架10的軸承容納部2，所述空氣彈簧在此也再次在軸體I和底盤4之間緊挨著地布置在軸體I上方。
[0033]此外，軸體I再次借助于縱拉桿3與底盤4相連接?？v拉桿3在所示出的實施方式中在相應的凹口 11中穿過軸體1，由此，縱拉桿3在軸體I處的車軸側的軸承位置12可布置在縱拉桿3的用于引導車軸的有效長度的另一側(參照附圖布置在軸體I左側)。以這種方式，首先(實際上在沒有額外結構空間需求的情況下)增大了縱拉桿3的有效長度，這有利于車軸引導并且由此有利于彈跳特性和行駛特性。
[0034]由此，附加地，減振器6的車軸側的端部可以鉸接在布置于縱拉桿3處的加長部分13的區(qū)域中。縱拉桿3的加長部分13的端部為此構造成叉形的，以容納減振器6的車軸側的軸承14。由此，通過縱拉桿3的加長部分13得到以下可能性，S卩，減振器6的車軸側的軸承14布置成與軸體I (或與縱拉桿3的車軸側的軸承12)相距相應的水平距離13，從而減振器6相對于車輛而言垂直地或與彈跳方向平行地布置并且可定向為平行于空氣彈簧5的布置方式。
[0035]這意味著，減振器的減振行程8不再(如現(xiàn)有技術中那樣，見圖1)小于空氣彈簧5或車軸I的彈跳行程7，而是至少與車軸的彈跳行程7同樣大。由于軸體I通過縱拉桿3鉸接在底盤4處，由此縱拉桿3的車軸側的軸承12在彈跳時沿著圍繞縱拉桿3的底盤側的軸承15的圓形線被引導，減振器6的減振行程8甚至成比例地增大了以下百分比，該百分比相當于縱拉桿3的附加長度13與縱拉桿3在軸體I的底盤側的軸承15與車軸側的軸承12之間的長度之比。
[0036]這意味著，與相當于車軸I的彈跳運動7的情況相比，在根據(jù)本發(fā)明的剛性軸的該實施方式中的減振器6甚至經(jīng)過更大的減振行程8。由此，減小了需要由減振器施加的阻尼力，由此，可使用相應地更細且由此更加節(jié)省結構空間和重量的減振器6。
[0037]圖3再次以相應于圖1的側視圖示出了根據(jù)圖2的剛性軸的實施方式?？稍俅慰吹捷S體1、縱拉桿3、底盤4、空氣彈簧5以及減振器6。同樣，在圖3中可看到，縱拉桿3如何穿過軸體1(同樣見圖2，通過凹口 11)并且在軸體I的另一側形成用于容納減振器6的車軸側的軸承位置14的加長部分13。
[0038]通過縱拉桿3在車軸I的彈跳運動7時表現(xiàn)為圍繞固定在底盤處的支承點15的圓形的擺動運動，實現(xiàn)了減振行程8的與縱拉桿3的加長部分13相應的成比例的增大，減振器6在彈跳運動7時經(jīng)過所述減振行程。
[0039]換句話說，這意味著，在本發(fā)明的所示出的實施方式中，減振行程8明顯大于車軸的彈跳行程7，由此可使用尺寸相應設計得明顯更細的減振器6。
[0040]由此，通過本發(fā)明得到軸體1、縱拉桿3、空氣彈簧5和減振器6的整體緊湊的節(jié)省空間的布置方案，并且同時得到減振器6的更有效的、節(jié)省結構空間以及重量的設計方案。此外，也不會出現(xiàn)在現(xiàn)有技術(見圖1)中出現(xiàn)的阻尼力的水平作用的力分量，由此特別是還減輕了縱拉桿3的軸承位置12、15的負擔。
[0041]附圖標記列表
[0042]I 車軸、軸體
[0043]2 轉向節(jié)主銷-軸承容納部
[0044]3 縱拉桿
[0045]4 底盤
[0046]5 空氣彈簧
[0047]6 減振器[0048]7彈跳行程(車軸)
[0049]8減振行程(減振器)
[0050]9轉向液壓裝置
[0051]10車輪架
[0052]11凹口
[0053]12軸承位置(縱拉桿)
[0054]13拉桿加長部分、水平距離
[0055]14軸承位置(減振器)
[0056]15軸承位置 (縱拉桿)。
【權利要求】
1.一種用于商用車的具有直接的空氣懸架的剛性軸，所述剛性軸包括軸體(I)、縱拉桿(3)、空氣彈簧(5)和減振器(6)，其特征在于，至少一個減振器(6)的車軸側的作用點(14)設置在所述縱拉桿(3)處。
2.根據(jù)權利要求1所述的剛性軸，其特征在于，所述縱拉桿(3)具有超過其車軸側的軸承位置(12)的加長部分(13)，其中，所述減振器(6)的車軸側的作用點(14)通過所述縱拉桿(3)的加長部分(13)形成。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的剛性軸，其特征在于，所述減振器和空氣彈簧近似彼此平行地布置。
4.根據(jù)權利要求3所述的剛性軸，其特征在于，所述減振器和空氣彈簧近似平行于商用車的豎軸地布置。
5.根據(jù)權利要求2至4所述的剛性軸，其特征在于，所述縱拉桿(3)的加長部分(13)為叉形的軸承容納部。
6.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的剛性軸，其特征在于，所述縱拉桿(3)在所述軸體(I)的凹口(11)中穿過所述軸體(I)。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的剛性軸，其特征在于，所述剛性軸為前軸或可轉向的引導軸。
【文檔編號】B60G11/28GK103958228SQ201280056767
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年10月17日 優(yōu)先權日:2011年11月17日
【發(fā)明者】E·黑爾姆 申請人:Zf腓特烈斯哈芬股份公司